光纤传输技术在有线电视信号传输中的应用分析

◎吴争先

(山东省青岛市莱西市南墅镇人民政府，山东 青岛 266613)

现阶段，人们提高了对信息的多元化要求，光纤技术通过相应载体，能够把光波有效转换为信号，关于信号的重点传输对象，现已在诸多领域中实现了大范围应用。如果将其在有线电视信号传输过程中使用，可让信息传输的质量与效率大幅度提高。怎样将该技术实用性价值发挥最大限度的发挥，如何将这一技术更好地应用，是每位从业人员的重点研究课题。

一、基本概述

对于光纤传输技术而言，其用于信息传播媒介为光波，并通过光缆实现传输信号。一般情况下，在其实际传输中，信号会凭借光波发射装置实现光波发射，由此让光波转化变成光信号，进而让接收器将其接收后再变为电信号，完成上述流程之后继器所接收到的电信号进行有效整合，最终得以被输送至终端。关于这个传输过程，多种因素会直接产生对传输质量的影响，为此需要利用这项技术针对受到影响而出现变化的信号及时修正。

现阶段，在国内有线电视的信号传输中已经运用了IP TV和OTT TV，这也大幅度提高了传输质量。对于IP TV业务来讲，电视是其显示终端，通过优良音频及视频解码能力的数字设备或者是机顶盒实现终端转换，而且仅需遥控器便能轻松操控。在其IP网络方面，不仅互动多媒体QoS/QoE功能十分强大，还拥有理想的交互性能。有关RTSP内容编码相对常见的是H. 264CBR编码，以此充分保障呈现的视频质量，可将其应用在直播、点播等场景中。这项业务进行相关内容应用时必须采取专门服务器，一方面流程运行十分复杂，另一方面对于网络质量有较高的需求，具体体现在时延、画面抖动以及带宽方面。基于服务质量层面分析，RTSP方式质量相对较高；在业务功能层面，该方式不仅仅是全面直播，也会对点播予以支持[1]。关于OTT TV业务，因为互联网属于其传输介质，若进行集成播控则应该得到批准后，绑定一体机或者是机顶盒，为其提供有关增值业务或者是一系列的管控服务。从当前发展形势来看，OTT TV不仅逐渐演化成主流趋势，而且此模式也逐渐向规范化发展。

二、通信原理

在具体应用中，通常在频率给定的情况下，通过二进制数字进行出现与消失光载波的表征，至于亮度调制主要利用检波器发出响应；在光发射设备中安置光放大器，旨在让入纤进一步提高光功率，也能让线路整体光功率满足实际的系统要求；在建筑群面积较大或者是楼宇之间距离较远的情况下，通过中继放大能实现传输距离的进一步延伸，以此提升光功率实现远途传输，在其传输链路中应注意产生的光纤色散问题，通常会利用色散位移的方式校正光纤，至于接收端则是通过光电检测设施进行信号检测，放大器会有效放大微信号，由此对电缆网络加以激励[2]。

将所有源信息首先向接收端传递然后才是用户端，达成此目的需利用光纤通信系统。信息如果想保证其无损伤，则需要光纤拥有优良的传输性能，因此就要保障光纤材质不仅没有杂质而且均匀，但以上仅为一种理想状态，现实中的任何光纤均难以保证没有色散且无损耗。依据物理光学，关于光的传输使用主要是波动光学与射线光学这两大理论。后者对很多模光纤更方便获得清楚直观的分析结果，一般会以光射线取代光能量的方式进行传输；而前者则是将光视为一种经典电磁场进行处理，基于磁场边界以及波动方程，现实波导中相应的场结构。针对传输光信号而言，不可以进行光缆分支，仅是进行的连接。关于其基本拓扑结构类型如下：

首先，直通网络。该结构拥有更高的速率，一般速率是几Mbps至几百Mbps时，可以达到5K—6K的传播，主要应用在大型计算器。

其次，星型网络。该结构能直接通过一条光纤，实现总前端到每个分光平台之间的相连，然后将分光平台视为一个中心点，朝周围以光缆形式进行星形辐射，而且光节点和中心点之间使用一根光纤便可以直达，信号在光节点位置被接收，该结构不同于环形或者是总线结构，采取的是模式为“总前端——分前端”“分前端——光节点”，各级链路均进行点和点之间的传输，全部信号都与中心交换机实现交换[3]。

最后，环型网络。也就是通过光缆线路进行环型敷设，然后在环上安设相应的再分配点，这样通信信号会从总前端借助某一个光纤沿环方面向配点直接输送，同时另一方向也会将信号传输到网络，利用光开关做到自动切换，另外这两个方向的通信信号彼此是热备份，利用该结构可以大幅提升安全系数，避免由于中断某一方向通信信号导致用户没有信号。

三、主要优势

因为光属于光纤传输的主要信号传输介质，和其他常见传输技术对比，传输的整个过程十分稳定，光纤系统在传播中，还能够对类型不同的电视节目数据进行光信号的有效转化。同时，因为有线电视相对分散的光纤传播系统，可以集中管理光信号，虽然卫星网络也能进行传输，但是，由于其不仅传输质量不理想，并且，没有优良的交互性。所以，在其进行信号传输时，会采取光纤传输模式，有效运用这项技术还能为电视信号质量提供保障。除此之外，这一技术的应用能突破微波传输的桎梏，防止传输噪声的产生并降低电磁波带来的干扰，确保电视信号的整体传播效果。关于直播节目内容的转播，该技术的应用在一定程度上直接提升直播信号自身的稳定性，尤其是在线直播时使用该技术，信号能够被及时发送到相应转播平台，同时降低转播过程中的延时，虽然传输平台处在不一样的区域，但是信号依然会快速输送到指定的主平台中，在传输信号时便能同步传输音频以及视频。总之，光纤传输技术，一方面可有效防止外部环境带来的一系列干扰，另一方面满足大数据传播的现实要求，进一步提升了电视信号的传输稳定性。

四、具体应用

(一)非压缩传输

其主要是指线路引入的光波进行远距离的非压缩信号传输，通过距离相对较远的运输载体，让机房信号接收到由终端设施传输的光波。结合此种传播模式对直播信号分析，在实际操作过程中对传输距离提出严格要求。例如在节目直播过程中，直播现场与转播设备均需满足信号传输标准，节目在进行转播时，转播机房不仅要具备转播车，而且要与转播机房之间维持约的距离50m，通过信号转换设备传输信号，与此同时光端机当中的信号类型应转化为SDI。在具体应用时，将光纤转换成为类型单一的传输线路，通过光端机器接收有关传输信号，由此确保接收机器能稳定接收到电视节目。应重点关注的是，如果在现场操作过程中保证信号稳定传输，工作人员要认清信号是否为公共类型，从而采取电视信号传输模式，直接进行用户信号端的连接，一方面为传输速度提供保障，另一方面双光缆可发挥其自身作用，保证光波信号更加可靠稳定的传输。面对上述所提及的情况，即使在实际传输过程中出现一些故障，仅需控制主备光缆不超过通信机房与TOC的实际范围，就能及时转换传输设备，使得信号高效稳定传输[4]。

(二)压缩传输

这种传输思路当前已在有线电视传输信号中被广泛应用，借助相关压缩设备用于光波压缩，在其被压缩后传输至相应的传输区域，由此处将高清数据向电视传输，无论是非压缩还是压缩传输均存在各自的劣势及优势。因此，有关工作人员通常在具体应用时会选择将两者相结合，充分发挥各自优势，尽可能确保传输电视信号的质量和效率，关于结合之后的优势重点表现在光纤的稳定传输。当前，有线电视在国内拥有广泛的使用范围，通过结合这两个传输方式，能够让某区域当中的光端机关联相应的光纤，从而进一步提升宽带感应效果，方便在宽带和差异性信号两者间建立适应目标。通常情况，TER机房会聚集非本地范围的光缆，通过电路传输信号时需要注意，在传输HD-SDI信号的基础上，TER机房能够和TOC有效交互。距离相对较长的传输往往会存在一些技术障碍，即相关传输数据不完整，若想解决该问题应采取解码器，让信号被压缩变成解码模式，之后通过ASI信号将解码以适配器向IBC机房的传输，进而实现HDSDI解码。

(三)HFC宽带数据网

国内广电单位均积极开展升级和完善传输网络，将传统的传输载体逐渐向HFC网络转移，这主要是因为HFC网络具备较强的抗干扰能力，并且，其也能够用作双向网络。究其本质，其属于一种光纤同轴网络，也是宽带网络的一类，传输光纤到指定的服务范围，再让其传输到电视电缆。关于网络，其主要是光纤用于传输干线，将电视网络与同轴电缆相连接，一方面让不同节目接收到传输信号传输，另一方面还会传播大量数据，拥有可靠性以及抗干扰性。从整体角度来看，不同于传统电缆网络，由于干线部位取替为光缆并能构建双向网络，通过拥有更高的传输效率，信号能够被传输到更远的距离。除此之外，其还包括用户、前端以及光节点。对于该网络的前端而言，负责信号的发送以及接收，有关光节点是将光转换为电信号，进行设计时要考虑存在有线电视台的用户，如果通过有线电视进行上网，需要对楼房进行了相应的改造，因为有线电视一般情况仅作为单向通路，只能接收信号，但是通过双向改造，用户便能在上网过程中传播数据。

五、发展建议

(一)日常维护

在维护工作中，重点在于测试实际的发射光功率，还要对正常的光纤传输体系统运行情况进行判断。工作人员在整个维护期间，应该对光纤损耗的趋势全面了解，选择具体时间进行光缆检测，然后把结果记录到文件中，通过定期进行数据对比分析节点位置是否有损耗问题发生。除此之外，对于在光纤传输时出现故障的位置也要及时记录，通过具体的优化工作确保光纤线路自身的完整性，对此，不可避免会涉及到光纤线路的抢修，应组建一支拥有丰富工作经验的抢修团队，旨在发生光纤障碍时能够有效及时处理，避免光纤故障对正常应用有线电视带来影响。值得注意的是，最好能在故障发生前对其有效控制，组织专门的检测人员负责日常的光纤路线修复，也可以积极宣传相关的光纤线路知识，进而提高整体维护意识。另外，还需注意接收端线路侧。发射光如果正常，但在接收端口位置的光功率相比记录数值偏低、或者是数值为0，这说明在光纤线路中产生较大损耗、传输信号过程中发生中断问题，因此应该及时测试反射设备。对于这一类型问题产生的主要原因如下：第一，传输接头、光纤熔接位置存在问题或者是光缆裂开。第二，外部因素引发的问题缘由为管道光纤受损或者是架空光缆，能够判断是非接口区域出现问题。第三，传输消耗较大也是一个影响因素，主要是因为光缆质量偏低，致使光缆发生弯曲变形、也可能由于温度过低而造成光缆较大消耗。如果接收端口的其中一侧是正常的光功率数值，但是接收机器无法正常运转，工作人员应该使用酒精棉球在光纤接头位置轻轻擦拭，要是依旧无法让光接收机器进入到正常工作状态，则有很大可能是因为机器自身，应该将其及时替换，同时故障机器要送至维修店进行检测，避免独自维修或者是自由调试后，因其再次使用而对光纤传输效率和速度造成影响[5]。

(三)故障诊断

光纤传输技术如果想充分发挥其信息传输优势，则有必要加大研究故障诊断方法技术的力度。从实际情况来看，有线电视信号在实际传输中该项技术的引入体现出强大优势，能够预见的是在广播电视领域拥有更加宽阔的发展空间。面对这一发展趋势，技术人员应该以技术网络分布技术为基础，积极融入数据分析、人工智能等相关技术。比如AI技术，能够深入感知具体的技术使用环境，通过危机思维寻找到技术存在的使用隐患，至于数据分析以及挖掘等技术能够较好整合，分析某段时间范围的信号传输情况，由此看到技术存在的技术壁垒，有效支持工作人员及时找到隐患位置并顺利进行故障排除工作。

(四)信号传输配备

针对分控每个频道，建议运用“键控卡+静切换矩阵”的模式，通过其为播放系统的稳定可靠运行提供保障。同样应急播出设施需要做好配备工作。通常情况下，应该综合考虑录像设备的类型多样性。针对高清电视系统，若是出现紧急情况，便可以将其他频道所使用的录像机进行调用，这样可以保证电视台节目的有效播出。现阶段，422倒换器拥有功能成熟、较高运行可靠性的突出优势，因此广泛使用于有线电视播放中，该项倒换器能够做到设备之间的共享。如果能将该倒换器应用在电视频道的播控工作站，播放系统在很大程度上会提高有效性及合理性。针对通道方面，应对播放通道实际应用率加以考虑，也可通过422倒换方式进一步提高其利用率。

六、结语

有线电视在进行信号传输时，通过光纤传输技术的应用带来众多便利，而这一技术的应用仍有较大提升空间，应该进一步汲取先进的技术经验，按照具体建设情况改善与优化，同时积极引进现代化技术与尖端设备，由此会保证信号传输的稳定性与安全性。对于相关企业而言，结合实际加大技术研发力度，切实提升原有技术优势，能够在强化国内外市场竞争能力的同时，实现可持续的良性发展。